化學(xué)能與電能教案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載人教版高中化學(xué)新教材必修(2)第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第二節(jié)化學(xué)能與電能一、教材分析:在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前已經(jīng)學(xué)過(guò)氧化還原反應(yīng)和電解質(zhì)溶液并且介紹過(guò)電解方法冶煉金屬( 必修 2第四章學(xué)習(xí) ) ，電解方法冶煉金屬屬于把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過(guò)程。而原電池則是通過(guò)氧化還原反應(yīng)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程。從教學(xué)內(nèi)容上分析， 教材內(nèi)容的安排順序是根據(jù)學(xué)生已有的金屬性質(zhì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，引入認(rèn)知沖突， 并通過(guò)銅鋅原電池實(shí)驗(yàn)的分析，領(lǐng)悟原電池的組成和原理，再利用原電池原理認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的化學(xué)電源，解釋常見(jiàn)的金屬腐蝕問(wèn)題 ( 必修教材沒(méi)有改內(nèi)容 ) 。在教學(xué)過(guò)程中重點(diǎn)是通過(guò)銅鋅電池實(shí)驗(yàn)的分析使學(xué)生理解原電池

2、的工作原理， 和通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究來(lái)總結(jié)原電池的形成條件。并且難點(diǎn)是通過(guò)銅鋅電池實(shí)驗(yàn)的分析讓學(xué)生理解原電池的工作原理。原電池是對(duì)金屬與電解質(zhì)溶液知識(shí)的結(jié)合。通過(guò)學(xué)生學(xué)習(xí)要求達(dá)到對(duì)有關(guān)“電解質(zhì)溶液的酸堿性、化學(xué)反應(yīng)的能量變化、氧化還原反應(yīng)、金屬的性質(zhì)及活動(dòng)強(qiáng)弱比較”等知識(shí)的整和。從學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的需要分析，學(xué)生達(dá)到由認(rèn)識(shí)純金屬的性質(zhì)到認(rèn)識(shí)不純金屬的性質(zhì)的要求。 在此前學(xué)習(xí)的是純金屬的性質(zhì)，日常生活中接觸的金屬制品都是不純金屬成合金，如何解釋常溫下金屬制品生銹的現(xiàn)象呢( 必修教材已經(jīng)刪除該內(nèi)容) ？通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)學(xué)生實(shí)現(xiàn)書(shū)本知識(shí)（理論）與生活實(shí)踐的結(jié)合，再由生活實(shí)踐的感性認(rèn)識(shí)向書(shū)本知識(shí)的認(rèn)識(shí)

3、的飛躍，提高學(xué)生關(guān)注自然，社會(huì)和生活現(xiàn)象的熱情。二、學(xué)情分析 :在學(xué)習(xí)原電池之前，學(xué)生學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)，并且對(duì)帶電粒子定向移動(dòng)也非常了解。 這為學(xué)生學(xué)習(xí)原電池兩極變化和外電路電子流向，理解原電池原理提供了理論依據(jù)。學(xué)生通過(guò)對(duì)原電池的學(xué)習(xí)增加學(xué)生對(duì)原電池的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)原電池的探究， 掌握邏輯推理方法， 學(xué)會(huì)歸納化學(xué)反應(yīng)原理的過(guò)程和運(yùn)用相關(guān)原理解決實(shí)際問(wèn)題的演繹過(guò)程。但在學(xué)習(xí)過(guò)程中由于學(xué)生缺乏知識(shí)連貫性，學(xué)生可能不會(huì)判斷氧化還原反應(yīng)，對(duì)原電池中正負(fù)極判斷及電極方程式書(shū)寫(xiě)會(huì)存在問(wèn)題。三、教學(xué)思路分析：本節(jié)以構(gòu)建主義理論為依據(jù)，采用實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)模式。首先，創(chuàng)設(shè)情境（讓學(xué)生來(lái)當(dāng)醫(yī)生，提高自己動(dòng)

4、手的積極性）引導(dǎo)學(xué)生提出猜想（阿呆的病因：假牙）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)習(xí)必備歡迎下載猜想（模擬口腔環(huán)境）學(xué)生進(jìn)行自主探究（銅和鋅與稀硫酸三者間的反應(yīng)）由實(shí)驗(yàn)概括出概念 （原電池的概念） 教師提問(wèn)， 學(xué)生思考的方式對(duì)銅鋅電池構(gòu)成進(jìn)行分析學(xué)生總結(jié)原電池的工作原理總結(jié)原電池的特點(diǎn)通過(guò)練習(xí)加深理解再通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的方式學(xué)習(xí)原電池的構(gòu)成條件總結(jié)其構(gòu)成條件再通過(guò)課堂練習(xí)加深理解回顧課程內(nèi)容課后活動(dòng)。教學(xué)方案設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】1、知識(shí)與能力：（ 1）使學(xué)生了解原電池的概念，理解原電池的化學(xué)原理。（ 2）初步掌握形成原電池的基本條件。能正確規(guī)范書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)方程式。2、過(guò)程與方法：（ 1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察能力與分析思維

5、能力。（ 2）通過(guò)化學(xué)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生以問(wèn)題為中心的學(xué)習(xí)方法。學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。加深理解實(shí)踐認(rèn)識(shí)再實(shí)踐再認(rèn)識(shí)的辨證唯物主義的思維方法。3 情感態(tài)度與價(jià)值觀：（ 1）通過(guò)原電池的課堂實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度。（ 2）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與投身科學(xué)追求真理的積極情感?！窘虒W(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】1、教學(xué)重點(diǎn)：（ 1）原電池的工作原理。（ 2）原電池的形成條件。2、教學(xué)難點(diǎn)：原電池的工作原理【教學(xué)方法】1、實(shí)驗(yàn)探究法2、討論法3、講授法【教學(xué)準(zhǔn)備】教師準(zhǔn)備 : 鋅片、銅片、稀硫酸、乙醇、燒杯、導(dǎo)線、電流計(jì)學(xué)生準(zhǔn)備 : 預(yù)習(xí)人教版高中化學(xué)新教材必修（2）第二章第二節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)必備歡迎下載【教

6、學(xué)過(guò)程】【創(chuàng)設(shè)情境】 首先，通過(guò)一個(gè)小故事來(lái)引入新課：阿呆是位漂亮、開(kāi)朗、樂(lè)觀的女孩, 當(dāng)她開(kāi)懷大笑的時(shí)候，人們可以發(fā)現(xiàn)她一口整齊潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙其中一顆是黃的, 另一顆是不銹鋼的。令人百思不解的是，自從有了這兩顆假牙以后，阿呆經(jīng)常頭痛、失眠、心情煩躁醫(yī)生絞盡腦汁， 阿呆的病情仍未好轉(zhuǎn)一位年輕的化學(xué)家來(lái)看望阿呆，為阿呆揭開(kāi)了病因，讓她重新開(kāi)懷大笑起來(lái)。【問(wèn)題導(dǎo)入】 今天，假設(shè)一下同學(xué)們就是那位年輕的化學(xué)家，請(qǐng)你們來(lái)為阿呆診斷一下，的病因在哪里，并為她開(kāi)一個(gè)處方，讓她重新開(kāi)懷大笑起來(lái)?！境醪讲孪搿?病因到底出在哪里呢？會(huì)不會(huì)是那兩顆假牙【設(shè)計(jì)方案】 是不是假牙引起的呢？我們現(xiàn)在模擬口腔中

7、的環(huán)境，把燒杯想象成口腔， 稀硫酸當(dāng)成口腔中的唾液， 用 Zn 和 Cu分別代表口腔中的兩顆假牙不銹鋼和黃金，并通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，來(lái)查找病因。（兩個(gè)同學(xué)一組進(jìn)行探究）【探究實(shí)驗(yàn)一】 將一鋅片、銅片平行插入同一燒杯中（燒杯中裝有稀硫酸）。【學(xué)生】 動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)【回憶】 在此之前學(xué)過(guò)金屬活動(dòng)順序表，排在氫前面的金屬可以從酸中置換出氫氣，排在氫后面的則不能從酸中置換氫氣。所以鋅片會(huì)與稀硫酸反應(yīng)放出氫氣，銅片不會(huì)與稀硫酸反應(yīng)【問(wèn)題一 】我們可觀察到什么現(xiàn)象？說(shuō)明了什么問(wèn)題？【學(xué)生】 觀察并回答【講解】 鋅片溶解且有氣泡產(chǎn)生，發(fā)生反應(yīng)的方程式是 Zn + 2H + = Zn 2+ +H 2 銅片處沒(méi)

8、有現(xiàn)象【探究實(shí)驗(yàn)二 】在實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上用一根導(dǎo)線將銅片和鋅片連接起來(lái)【問(wèn)題二 】我們又觀察到什么現(xiàn)象？銅片上的氣泡可能是什么氣體？【學(xué)生】 觀察思考并回答【講解】 鋅片溶解并有氣泡冒出、銅片上有大量氣泡冒出，這種氣體有可能是氫氣【過(guò)渡】 假設(shè)產(chǎn)生的氣體就是氫氣， H元素原來(lái)是以什么形式存在的？從氫離子到氫氣，氫離子是得到電子還是失去電子？得到的電子是誰(shuí)失去的？鋅失去的電子是怎樣轉(zhuǎn)移到銅片上去的？怎么驗(yàn)證你的猜想？【學(xué)生】 努力思考中【講解】 通過(guò)驗(yàn)證可知銅片上冒出的氣體是氫氣，由此可知兩金屬上發(fā)生的變化是：鋅： Zn - 2e_ = Zn 2+ ( 發(fā)生氧化反應(yīng) )學(xué)習(xí)必備歡迎下載銅： 2H+

9、 2e - = H 2 ( 發(fā)生還原反應(yīng) )【實(shí)驗(yàn)探究三 】在實(shí)驗(yàn)二的基礎(chǔ)上，在導(dǎo)線中接入一電流計(jì)【問(wèn)題三 】仔細(xì)觀察電流計(jì)指針有什么變化?【學(xué)生】 觀察并回答【過(guò)渡】 電流計(jì)偏轉(zhuǎn)說(shuō)明有電流產(chǎn)生， 有電流產(chǎn)生就可向外界輸出電功，因此這是一套什么裝置？【學(xué)生】 思考并回答【教師】 同學(xué)們回答得很好， 這是一套自行放電的裝置，我們把它叫做原電池，也就是我們今天要講的新內(nèi)容原電池。在生活中的電池就是應(yīng)用它的原理制成的?！景鍟?shū)】原電池一、概念：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置是原電池【過(guò)渡 】既然上述裝置是一個(gè)原電池裝置，那么它就應(yīng)該有正負(fù)極，可以用電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向判斷該原電池的正負(fù)極并判斷外電路電子、電流

10、的方向以及原電池內(nèi)部電流流向及陰陽(yáng)離子移動(dòng)方向?！緦W(xué)生】 思考并回答【講解】 電流計(jì)指針偏向銅片那端，所以銅片是正極，鋅片是負(fù)極?！窘處?】判斷出了原電池的正負(fù)極，我們可以從物理角度分析電池的電極（ 1）電子：從負(fù)極經(jīng)導(dǎo)線流向正極（溶液中沒(méi)有電子流）；（ 2）電流：外電路從正極流向負(fù)極，電池內(nèi)部溶液從負(fù)極流向正極；（ 3）電池內(nèi)部溶液中陰陽(yáng)離子：陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)正負(fù)兩極的電極反應(yīng)為負(fù)極( 鋅 ) ： Zn - 2e- = Zn2+（氧化反應(yīng)）正極 ( 銅 ) ：2H+ +2e- = H2（還原反應(yīng)）總的離子反應(yīng)方程式：Zn + 2H+= Zn2+ +H 2【講解 】經(jīng)過(guò)對(duì)原電

11、池從各個(gè)角度的分析，就可以推斷出原電池的工作原理：還原反應(yīng)分開(kāi)在兩個(gè)電極上發(fā)生。還原劑所失去的電子通過(guò)導(dǎo)線流向另一電電極，原電池將氧化氧化劑再?gòu)碾姌O上得到電子而被還原。簡(jiǎn)而言之，就是發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能?！景鍟?shū)】 二、原電池工作原理：發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能?！具^(guò)渡 】通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們來(lái)對(duì)原電池進(jìn)行一個(gè)小結(jié)?！拘〗Y(jié) 】原電池特點(diǎn)：學(xué)習(xí)必備歡迎下載電極材料現(xiàn)象電子得失電極反應(yīng)原電池的電極Zn 片Zn 片溶解失Zn - 2e- = Zn2+負(fù)極+Cu 片有氣體產(chǎn)生得2H +2e- = H2正極總的離子反應(yīng)方程式Zn + 2H+= Zn2+H 2【小練習(xí) 】將一

12、鐵片和銅片插入稀鹽酸構(gòu)成的原電池中：正極： _； _負(fù)極： _； _總反應(yīng)： _【過(guò)渡 】通過(guò)剛才的介紹， 我想同學(xué)們對(duì)原電池的工作原理應(yīng)該有了更深一步的理解，但是還有一個(gè)問(wèn)題：如何才能形成原電池？即形成原電池的條件是什么？【板書(shū)】 三、形成原電池的條件：【過(guò)渡】 為了弄清這個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)大家再自主做下列這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)：（多媒體演示圖片）【實(shí)驗(yàn)一】 取適量稀硫酸于燒杯中，并將兩塊銅片和電流計(jì)按圖1 方式連接好后浸入硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)二】 取適量稀硫酸于燒杯中，并將兩塊鋅片和電流計(jì)按圖2 方式連接好后浸入硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象。【實(shí)驗(yàn)三】 取適量無(wú)水乙醇于燒杯中，并將銅片、 鋅片和電流計(jì)按圖3

13、方式連接好后浸入硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)四】 取適量稀硫酸于兩只燒杯中，并將兩塊銅片和電流計(jì)按圖4 方式連接好后浸入硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象。如果在兩燒杯間加上一根導(dǎo)線呢？再觀察現(xiàn)象?！緦?shí)驗(yàn)五】 取適量稀硫酸于燒杯中，并將銅片、 鋅片和電流計(jì)按圖5 方式連接好后浸入硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象。圖1圖2學(xué)習(xí)必備歡迎下載圖 3圖 4圖 5【學(xué)生】 兩個(gè)人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，并把觀察到的現(xiàn)象記錄下來(lái)?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄結(jié)論實(shí)驗(yàn)一兩銅片上都沒(méi)有氣泡冒出；沒(méi)有形成原電池電流計(jì)指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)二兩鋅片上都有氣泡冒出；沒(méi)有形成原電池電流計(jì)指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)三銅片和鋅片上都沒(méi)有氣泡冒出沒(méi)有形成原電池電流計(jì)

14、指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)四銅片上沒(méi)有氣泡冒出，鋅片上有氣泡冒出加導(dǎo)線后形成原電池電流計(jì)指針未發(fā)生偏轉(zhuǎn)；兩燒杯間加上一根導(dǎo)線后，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)五銅片上有氣泡冒出，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)形成原電池【問(wèn)題討論】這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象分別說(shuō)明了什么？形成原電池的條件是什么？【學(xué)生】 思考記錄并回答【講解】（ 1）由實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論知要形成原電池兩極金屬不能一樣；（ 2）由實(shí)驗(yàn)三可知，燒杯中的溶液要能與金屬反應(yīng)；（ 3）由實(shí)驗(yàn)四和實(shí)驗(yàn)五可知形成原電池要形成閉合回路?！窘處煛?原電池的形成條件可以總結(jié)成三點(diǎn)：1、兩極金屬活潑性要有差異；2 、有電解質(zhì)溶液，并能與負(fù)極發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)；3 、形成

15、閉和回路?！景鍟?shū)】 三、原電池的形成條件學(xué)習(xí)必備歡迎下載1 、兩極金屬活潑性要有差異；2 、有電解質(zhì)溶液，并能與負(fù)極發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)；3 、形成閉和回路。【過(guò)渡】 同學(xué)們，你們能為阿呆解決頭痛的煩惱了嗎？【講解】 通過(guò)以上原電池的知識(shí)的學(xué)習(xí)呢， 我們可以知道阿呆的病因就是她的兩顆假牙。 由于金與鐵（鋼的主要成分）是活動(dòng)性不同的兩種金屬，唾液中含有電解質(zhì)，構(gòu)成了原電池，產(chǎn)生了微小的電流， 使得阿呆頭痛， 因此只要換掉其中的一顆假牙， 她就可以遠(yuǎn)離頭痛煩惱，重新笑得開(kāi)懷?！具^(guò)渡】 如果讓你們來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池，你們的思路是怎樣的呢？請(qǐng)同學(xué)們思考一下?！緦W(xué)生】 思考并回答【講解】 要形成原電池要

16、滿足一下條件：（ 1）、兩個(gè)活潑性不同的電極；（ 2）、要有電解質(zhì)溶液；（ 3）、電極間形成閉合回路；（ 4）、能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。【教師】 同學(xué)們，都總結(jié)得很好，我們?cè)谠O(shè)計(jì)原電池時(shí)一定要注意這幾點(diǎn)。那同學(xué)們，我們經(jīng)常強(qiáng)調(diào)要學(xué)以致用，因此下面我們來(lái)做幾個(gè)練習(xí)。【課堂練習(xí)】 多媒體演示1 下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是()原電池能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茉姵刎?fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)是還原反應(yīng)原電池在工作時(shí)其正極不斷產(chǎn)生電子并經(jīng)外電路流向負(fù)極原電池的電極只能由兩種不同的金屬構(gòu)成2 下列裝置屬于原電池的是（學(xué)習(xí)必備歡迎下載3 把a(bǔ)、 b、 c、 d 四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可組成幾個(gè)原電池。若a、b 相連時(shí)a 為負(fù)極；c、 d 相連時(shí)電流由d 到c； a、 c相連時(shí)c 極上產(chǎn)生大量氣泡；b、 d相連時(shí) b 上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱為()A ab c dB a c d bC c a b dD b d